植物科学领域的新研究在理解某些作物比其他作物更能产生更高产量的根本原因方面取得了重大进展。

这项研究发表在《科学进展》杂志上，为未来如何设计智能工厂以提高其生产力和产量铺平了道路。

这项研究在剑桥大学植物科学系进行，由目前在埃塞克斯大学生命科学学院的Pallavi Singh博士领导，重点是光合作用，这是植物用来将光，二氧化碳和水转化为糖的最复杂和最重要的过程之一，为地球上的生命提供燃料。

光合作用有两种：C3和 C4.大多数粮食作物(如水稻、小麦、大麦和燕麦)依赖于效率较低的C3光合作用，其中碳被固定在称为“叶肉”的细胞内的糖中，其中氧气充足。然而，氧气会阻碍光合作用。C4玉米、甘蔗、高粱和小米等作物已经进化出专门的“束鞘”细胞来浓缩二氧化碳，使4光合作用效率提高多达60%，特别是在炎热干燥的环境中。

由于全球气温上升，C3植物生长在通常炎热干燥的地区，这意味着它们可以从C的节能机制中受益。4光合作用。但是，C4光合作用非常复杂，知之甚少，并且仅主要在逐个基因的基础上进行研究，以查看其机制是否可用于提高C的生产力。3甸。

这个为期五年的研究项目采用了一种更全基因组、更全面的方法来调查C之间的差异。4和 C3.辛格博士与Julian Hibberd教授及其剑桥同事合作，为C的演变提供了前所未有的新见解。4光合作用，发现C4植物已经获得了更多的“光调节元件”——就像光合作用的主开关——因此为设计C铺平了道路。3植物更像C4植物。

“我们很高兴我们的研究为我们目前对为什么C的理解提供了重大进展。4植物在光合作用方面更有效，“辛格博士说。“随着世界人口的蓬勃发展，未来的粮食安全将成为全球日益严重的问题，我们需要找到科学的解决方案，使我们的作物更有效率，从而提高产量并开发更好的机制来应对气候变化，以便我们能够养活地球。